微生物工藝原理答案.

1、 微生物工程原理思考題一、1.生物反應(yīng)過程由幾部分組成？以圖示說明其典型過程。 (9-10)1) 原料的預(yù)處理及培養(yǎng)基的制備 2）生物催化劑的制備3）生物反應(yīng)器及反應(yīng)條件的選擇4）產(chǎn)品的分離與純化3.目前，微生物工程的應(yīng)用主要包括哪幾個(gè)領(lǐng)域？(10-11)1）菌體細(xì)胞的發(fā)酵生產(chǎn)2）酶制劑的發(fā)酵生產(chǎn)3）代謝產(chǎn)物發(fā)酵生產(chǎn)（初級(jí)、次級(jí)）4）生物轉(zhuǎn)化作用5）微生物特殊機(jī)能的利用（環(huán)境治理、生態(tài)平衡、金屬回收）二、1.微生物工業(yè)對(duì)生產(chǎn)菌種有什么要求？(16)1）原料廉價(jià)、生長(zhǎng)迅速、目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)量高。2）易于控制培養(yǎng)條件，酶活性高，發(fā)酵周期較短。3）抗雜菌和噬菌體的能力強(qiáng)。4）菌種遺傳性能穩(wěn)定，不易變異和退

2、化，不產(chǎn)生任何有害的生物活性物質(zhì)和毒素，保證安全生產(chǎn)。2.目前，發(fā)酵工業(yè)常用微生物主要為哪四大類? (15-16)1）細(xì)菌單細(xì)胞原核生物，二分分裂方式繁殖。常用：枯草芽孢桿菌、醋酸桿菌、棒狀桿菌、短桿菌。用于生產(chǎn)淀粉酶、乳酸、醋酸、氨基酸和肌酸等。2）酵母菌單細(xì)胞真核生物，以發(fā)芽式式繁殖。常用：啤酒酵母、假絲酵母、類酵母。用于釀酒、制造面包、生產(chǎn)脂肪酶以及生產(chǎn)可食用、藥用和飼料用酵母菌體蛋白等。3）霉菌生長(zhǎng)在營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基上形成絨毛狀、網(wǎng)狀或絮狀菌絲的真菌，以無性孢子和有性孢子進(jìn)行繁殖。常用：根霉、毛霉、紅曲霉、曲霉、青霉。用于生產(chǎn)多種酶制劑、抗生素、有機(jī)酸及緇體激素等。4）放線菌原核生物，以無性

3、孢子、菌絲片段繁殖。常用：鏈霉菌屬、小單孢菌屬和諾卡菌屬等?？捎脕懋a(chǎn)生大量的抗生素。其他：擔(dān)子菌、藻類3.工業(yè)抗生素產(chǎn)生菌都是放線菌嗎？試舉一、二例說明。不是，霉菌中的青霉青霉素、灰黃霉素4.工業(yè)生產(chǎn)菌的菌種改良主要可采用哪些方法？(36)1）雜交育種2）原生質(zhì)體融合3）DNA重組5. 什么是自然選育？(21)什么是誘變育種？自然選育和誘變育種的理論基礎(chǔ)分別是什么？(自然突變，基因突變)自然選育的目的是什么？(21)主要包括哪兩條途徑？（22）自然選育：在生產(chǎn)過程中，不經(jīng)過人工誘變處理，根據(jù)菌種的自發(fā)突變而進(jìn)行菌種篩選的過程。自然選育的目的：打破菌的正常代謝，對(duì)菌進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，從而大量積累所需

4、要的代謝產(chǎn)物。？?jī)蓷l途徑：從自然界分離獲得菌株和根據(jù)菌種的自發(fā)突變進(jìn)行篩選而獲得菌種。從自然界分離新菌種一般包括：采樣、增殖培養(yǎng)、純種分離和性能測(cè)定。誘變選育：一般采用物理、化學(xué)誘變因素使微生物DNA堿基排列發(fā)生變化，以使排列錯(cuò)誤DNA模板形成異常的遺傳信息，造成某些蛋白結(jié)構(gòu)變異，而使細(xì)胞功能發(fā)生改變。誘變劑：物理（紫外線，快中子），化學(xué)（硫酸二乙酯，亞硝基胍）6.什么是營(yíng)養(yǎng)缺陷型？什么是原養(yǎng)型？營(yíng)養(yǎng)缺陷型可以怎么表示？什么是基本培養(yǎng)基?什么是完全培養(yǎng)基？營(yíng)養(yǎng)缺陷型：某些菌株發(fā)生突變(自然突變或人工誘變)后,失去合成某種(或某些)對(duì)該菌株生長(zhǎng)必不可少的物質(zhì)(通常是生長(zhǎng)因子如氨基酸、維生素)的能

5、力,必須從外界環(huán)境獲得該物質(zhì)才能生長(zhǎng)繁殖,這種突變型菌株稱為營(yíng)養(yǎng)缺陷型,相應(yīng)的野生型菌株稱為原養(yǎng)型。營(yíng)養(yǎng)缺陷型的表示：以所要求的營(yíng)養(yǎng)物的頭三個(gè)字母表示，如hom-，對(duì)應(yīng)的野生型以hom+表示?；九囵B(yǎng)基：僅能滿足微生物野生型菌株生長(zhǎng)需要的培養(yǎng)基。完全培養(yǎng)基：凡可滿足一切營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株?duì)I養(yǎng)需要的天然或者半天然培養(yǎng)基。7. 營(yíng)養(yǎng)缺陷型有哪些應(yīng)用？請(qǐng)舉例說明。此類突變體在理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐中都有重要意義，是作為研究代謝途徑和遺傳規(guī)律不可少的標(biāo)記菌種，亦可直接用于生產(chǎn)氨基酸、核苷酸等代謝產(chǎn)物。高絲氨酸脫氫酶是合成蘇氨酸過程中不可缺少的一種酶，不能合成高絲氨酸脫氫酶的黃色短桿菌，就不能合成蘇氨酸。這就解

6、除了蘇氨酸等對(duì)天冬氨酸激酶的抑制作用，使黃色短桿菌能不斷合成賴氨酸。8. 什么是原生質(zhì)體融合？(36)其理論基礎(chǔ)是什么？(基因重組)與誘變育種相比，這種育種技術(shù)有何優(yōu)點(diǎn)？(36)原生質(zhì)體融合：把兩個(gè)親本的細(xì)胞壁分別使用生物酶制劑酶解，使菌體細(xì)胞在高滲環(huán)境中釋放出只有原生質(zhì)體膜包裹著的球體（即原生質(zhì)體）。優(yōu)點(diǎn)：能大大提高重組的頻率，并擴(kuò)大重組的幅度。9. 菌種衰退的原因？(16)菌種退化的表現(xiàn)？(17)菌種退化的直接原因？(17) 在生產(chǎn)上，可采取哪些措施防止菌種衰退？（18)原因：一是菌種保藏不當(dāng)；二是菌種生長(zhǎng)的條件要求沒有得到滿足，或是遇到不利的條件，或是失去某些需要的條件。另：經(jīng)誘變的來的

7、新菌株發(fā)生回復(fù)突變。直接原因：菌種連續(xù)傳代使菌種發(fā)生退化；主要原因：菌種的自發(fā)突變和回復(fù)突變。表現(xiàn)：所需產(chǎn)物的產(chǎn)率下降、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝和生長(zhǎng)繁殖能力下降、發(fā)酵周期延長(zhǎng)、抗不良環(huán)境條件的性能減弱等。措施：1）菌種的分離2）菌種的復(fù)壯3）提供良好的環(huán)境條件4）用優(yōu)良的保藏方法5）定期純化菌種。10. 對(duì)衰退菌種進(jìn)行復(fù)壯的措施有哪些？(19) 1）純種分離2）通過寄主體進(jìn)行復(fù)壯3）淘汰已衰退的個(gè)體。11. 菌種保藏的意義(20)和原理(20)是什么？一般工業(yè)生產(chǎn)菌種可采用哪些方法進(jìn)行保藏？意義：保持優(yōu)良菌種生產(chǎn)性能的穩(wěn)定、不污染雜菌、不死亡。原理：根據(jù)菌種的生理、生化特性，人工創(chuàng)造條件使菌體代謝活動(dòng)處

8、于休眠狀態(tài)。方法：A：斜面低溫保藏法B：液體石蠟封存保藏法C：甘油保藏法D：砂土管保藏法E：固體曲保藏F：冷凍干燥法G：液氮超低溫保藏法。1. 什么是種子制備？(52)種子擴(kuò)大培養(yǎng)的目的和任務(wù)是什么？(52)發(fā)酵生產(chǎn)的第一道工序，即種子的擴(kuò)大培養(yǎng)。目的：得到純而壯的培養(yǎng)物，獲得活力旺盛的、接種數(shù)量足夠的培養(yǎng)物。2. 種子擴(kuò)大培養(yǎng)的過程大致可分為哪幾個(gè)步驟？寫出其一般工藝流程（圖）。1、孢子制備種子制備的開始，是發(fā)酵生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。2、種子制備是將固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)出的孢子或菌體轉(zhuǎn)入液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，使其繁殖成大量菌絲或菌體的過程。1）搖瓶種子制備，常用母瓶、子瓶?jī)杉?jí)培養(yǎng)。2）種子罐種子制備。

9、放線菌發(fā)酵生產(chǎn)的工藝過程：菌種母斜面（孢子）子斜面（孢子）搖瓶種子（菌絲）種子罐發(fā)酵罐3. 哪些因素影響孢子質(zhì)量(54)、種子質(zhì)量(56)？可采取哪些措施控制種子質(zhì)量？孢子孢子的質(zhì)量和培養(yǎng)基、培養(yǎng)溫度、濕度、培養(yǎng)時(shí)間、接種量等。種子孢子質(zhì)量、培養(yǎng)基、培養(yǎng)條件、種齡（細(xì)菌：7-24h；霉菌：16-50h；放線菌：21-64h）和接種量（移入種子液的體積/接種后培養(yǎng)液的體積）等。措施：1）培養(yǎng)基成分應(yīng)適合種子培養(yǎng)的需要，成分要盡可能地和發(fā)酵培養(yǎng)基接近；2）選擇最適溫度；3）選在生命力極為旺盛的對(duì)數(shù)期，菌體尚未達(dá)到最高峰時(shí)移種；4)一般采用大接種量。4. 種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)大致有哪幾個(gè)方面？(57)1）細(xì)

10、胞或菌體2）生化指標(biāo)3）產(chǎn)物生成量4）酶活力5）無雜菌三、1. 什么是培養(yǎng)基？(59)培養(yǎng)基一般應(yīng)包括哪些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)？(碳源和能源、氮源、無機(jī)鹽、生長(zhǎng)因子、水) 培養(yǎng)基：是指人工配制的、提供微生物生長(zhǎng)、繁殖和生物合成各種代謝產(chǎn)物所需要的、按一定比例配制的多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的混合物。2.工業(yè)上常用的碳源物質(zhì)有哪些?來源如何 (66) 提供微生物菌種的生長(zhǎng)繁殖所需的能源和合成菌體、合成目的產(chǎn)物所必須的碳成分。來源：糖類、脂肪、有機(jī)酸。碳酸氣，淀粉水解糖、糖蜜、亞硫酸鹽紙漿廢液等，石油、正構(gòu)石蠟、天然氣，醋酸、甲醇、乙醇等石油化工產(chǎn)品。3.氮源有何功用？常用的有機(jī)氮源、無機(jī)氮源有哪些？(66)主要用于構(gòu)成菌

11、體細(xì)胞物質(zhì)（氨基酸，蛋白質(zhì)、核酸等）和含氮代謝物，作為酶的組成分或維持酶的活性，調(diào)節(jié)滲透壓、pH值、氧化還原電位等。也作為硝化細(xì)菌的能源物質(zhì)。無機(jī)氮源氨鹽、硝酸鹽和氨水、氣態(tài)氮。有機(jī)氮源花生餅粉、黃豆餅粉、棉子餅粉、玉米漿、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、魚粉、蠶蛹粉、尿素、味精廢液、廢菌絲體和酒糟。4.什么是生理酸性物質(zhì)和生理堿性物質(zhì)？無機(jī)氮源被菌體作為氮源利用后，培養(yǎng)液中就留下了酸性或堿性物質(zhì)，這種經(jīng)微生物生理作用（代謝）后能形成酸性物質(zhì)的無機(jī)氮源叫生理酸性物質(zhì)，如硫酸銨。若菌體代謝后能產(chǎn)生堿性物質(zhì)的則此種無機(jī)氮源稱為生理堿性物質(zhì)，如硝酸鈉。5.無機(jī)鹽可為微生物提供哪些元素？無機(jī)鹽有哪些生理功

12、能？(66) 無機(jī)鹽為硫酸鹽、磷酸鹽、氯化物和含鉀、鈉、鎂、鐵的化合物，微量元素，如銅、錳、鋅、鉬、碘、溴等。其主要功能是構(gòu)成菌體成分、作為酶的組成部分、酶的激活劑或抑制劑、調(diào)節(jié)培養(yǎng)基滲透壓、調(diào)節(jié)pH值和氧化還原電位等。6.什么是生長(zhǎng)因子？(68) 有何生理功能？(68)在配制培養(yǎng)基時(shí)，生長(zhǎng)因子一般由什么物質(zhì)提供？(69) 從廣義上講，凡是微生物生長(zhǎng)不可缺少的微量的有機(jī)物質(zhì)，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等均稱生長(zhǎng)因子。從狹義上講，不是所有微生物都必需的，對(duì)于某些自己不能合成這些成分的微生物才是必不可少的營(yíng)養(yǎng)物。作用：構(gòu)成細(xì)胞的組成分（輔酶的組成部分），促進(jìn)生命活動(dòng)的進(jìn)行。玉米漿、麩皮水解液、糖

13、蜜、酵母。7.什么是前體、促進(jìn)劑、抑制劑？在發(fā)酵培養(yǎng)基中加入這些成分的目的是什么？(70-71)前體：是最終所需的代謝產(chǎn)物的前身或其結(jié)構(gòu)中的一部分。這些化合物加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中，能直接被微生物在生物合成過程中合成到產(chǎn)物物分子中去，而其自身的結(jié)構(gòu)并沒有多大變化，但是產(chǎn)物的產(chǎn)量卻因加入前體而有較大的提高。作用：前體往往是發(fā)酵合成代謝產(chǎn)物所必須的，其加入有助于提高產(chǎn)量和組份。用法：前體一般采取間隙分批添加或連續(xù)滴加的方法加入。促進(jìn)劑：是指那些非細(xì)胞生長(zhǎng)所必須的營(yíng)養(yǎng)物，又非前體，但加入后卻能提高產(chǎn)量的添加劑。這些物質(zhì)加入后，能夠使缺乏這些物質(zhì)而不能合成其目的產(chǎn)物的阻斷突變株恢復(fù)期生產(chǎn)能力，或使生產(chǎn)菌株

14、大幅提高生產(chǎn)能力。常用促進(jìn)劑：各種表面活性劑Surfactant（洗滌劑、吐溫80、 EDTA、植酸等）、大豆油、提煉物、甲醇等。抑制劑(Inhibitor)的作用原理：通過抑制某些合成其它產(chǎn)物的途徑而使所需產(chǎn)物的合成得到加強(qiáng)。？8. 甘油生產(chǎn)時(shí)加入抑制劑亞硫酸鈉的作用是什么？(71)加入亞硫酸鈉，使乙醛不能作為氫受體，而迫使磷酸二羥丙酮作為受氫體，在a-磷酸甘油脫氫酶催化下生成a-磷酸甘油，a-磷酸甘油水解便生成a-甘油。9. 培養(yǎng)基可如何進(jìn)行分類？(58)分類依據(jù)類型培養(yǎng)基的成分培養(yǎng)基的狀態(tài)生產(chǎn)工藝要求培養(yǎng)基的用途培養(yǎng)基的功能天然、合成、半合成液體、固體、半液體孢子、種子、發(fā)酵、補(bǔ)料、保藏

15、基礎(chǔ)、加富、選擇、富集、鑒別、增殖 、測(cè)定篩選菌種、保藏菌種、檢驗(yàn)雜菌、培養(yǎng)種子、發(fā)酵生產(chǎn)等10. 什么是淀粉的糖化？(72) 在工業(yè)生產(chǎn)上將淀粉水解為葡萄糖的過程，得到的糖液叫淀粉水解糖。11. 淀粉在酸作用下水解的終產(chǎn)物是 葡萄糖 ，在淀粉酶作用下，隨酶的種類不同產(chǎn)物 不同 。12. 淀粉雙酶糖化包括 液化 和 糖化 兩個(gè)步驟。液化是利用 液化 酶使淀粉 糊化 ，水解生成 糊精 和 低聚糖 ，黏度降低；糖化是利用 糖化 酶將糊精和低聚糖徹底水解成 葡萄糖 。13. -淀粉酶是 液化 酶，工業(yè)上應(yīng)用的-淀粉酶主要來自 微生物 ，-淀粉酶屬于糖化 型淀粉酶， 工業(yè)生產(chǎn)上，普遍采用的是-淀粉酶含

16、量較高的 麥芽糖 ，異淀粉酶也屬于 糖化 型淀粉酶。14. 淀粉水解制糖的方法有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？（73-74）哪種方法得到的糖液質(zhì)量最好？(74)1）酸解法（酸糖化法）：2）酶解法（雙酶水解法）3）酸酶結(jié)合法A：酸酶法B：酶酸法從時(shí)間上看：酸解法最快，酶解法最慢；從原料轉(zhuǎn)化率和糖液質(zhì)量上看：酶解法>酸酶法>酶酸法>酸解法15. 糖蜜的來源和特點(diǎn)如何？(85)若要將糖蜜用于酒精生產(chǎn)或谷氨酸生產(chǎn)，應(yīng)作怎樣的處理？（85 86）來源：甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、高級(jí)糖蜜、廢糖蜜-粗糖蜜和葡萄糖蜜特點(diǎn)：除糖份外，含有較多的雜質(zhì)，其中有些是有用的，但是許多都會(huì)對(duì)發(fā)酵產(chǎn)生不利的影響，需要

17、進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理包括澄清和脫鈣處理，對(duì)生物素缺陷型菌體生產(chǎn)來說（如谷氨酸），還應(yīng)進(jìn)行脫生物素處理。（谷氨酸發(fā)酵的糖蜜預(yù)處理的目的及常用的處理方法。目的：取去除有害物質(zhì)：膠體成分（起泡、結(jié)晶）、鈣鹽（結(jié)晶）、生物素；降低其含量，使合乎要求。預(yù)處理：澄清脫鈣降低生物素。方法：1）降低生物素：活性炭處理法 水解-活性炭處理法 樹脂處理法亞硝酸處理法）2）添加化學(xué)藥劑處理法添加青霉素法 添加表面活性劑 添加抗氧劑法3）追加糖蜜法。）四、1.什么是滅菌？(91)什么是消毒？(91)巴斯德消毒法采用的溫度是多少？（5060）滅菌：指利用物理和化學(xué)的方法殺滅或除去物料及設(shè)備中一切生命物質(zhì)的過程。消毒：是指

18、用物理或化學(xué)的方法殺死物料、容器、器具內(nèi)外的病源微生物，一般只能殺死營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞而不能殺死芽孢。 2.工業(yè)規(guī)模和一般實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的滅菌方法包括哪幾種？各自的滅菌原理是什么？(91-92)方法：干熱滅菌法，濕熱滅菌法，火焰滅菌法，電磁波、射線滅菌法，化學(xué)藥品滅菌法，過濾滅菌法。干熱滅菌法：微生物細(xì)胞發(fā)生氧化，微生物體內(nèi)蛋白質(zhì)變性和電解質(zhì)濃縮引起中毒等作用，氧化作用導(dǎo)致微生物死亡是主要依據(jù)。160-170°C，1-1.5 h。實(shí)驗(yàn)器具和材料。濕熱滅菌法：借助蒸汽釋放的熱能使微生物細(xì)胞中的蛋白質(zhì)、酶和核酸分子內(nèi)的化學(xué)鍵，特別是氫鍵受到破壞，引起不可逆的變性，使微生物死亡。121°C，3

19、0min ?；鹧鏈缇ǎ航臃N針、玻璃棒、三角瓶口。？電磁波、射線滅菌法：紫外線表面滅菌和無菌室、培養(yǎng)間等空間的滅菌，250-270nm殺菌效率高，260nm左右最高?；瘜W(xué)藥品滅菌法：生產(chǎn)車間的環(huán)境、小型器具。浸泡、擦拭、噴灑、氣態(tài)熏蒸等。高錳酸鉀使蛋白質(zhì)、氨基酸氧化，0.1-0.25% 。漂白粉NaClO，次氯酸鈉分解為次亞氯酸，次亞氯酸在水溶液中分解為新生態(tài)氧和氯，使細(xì)菌受強(qiáng)烈氧化作用而導(dǎo)致死亡，對(duì)殺死細(xì)菌和噬菌體均有效。新潔爾滅表面活性劑，在水溶液中以陽離子形式與菌體表面結(jié)合，引起菌體外膜損傷和蛋白質(zhì)變性。10min能殺死營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞，一般用于器具和生產(chǎn)環(huán)境的消毒，0.25% 。（X：細(xì)菌芽孢

20、、合成洗滌劑、鋁制品）75%酒精：使細(xì)胞脫水，引起蛋白質(zhì)凝固變性。營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞、病毒、霉菌孢子。常用于皮膚和器具表面。P92過濾滅菌：阻留微生物。澄清液體和氣體除菌。3.雜菌污染是對(duì)工業(yè)發(fā)酵的極大威脅，我們必須認(rèn)真做好 培養(yǎng)基 、 消泡劑 、 流加物料 、設(shè)備 、 管道 的滅菌及空氣除菌，嚴(yán)格控制生產(chǎn)操作的各個(gè)環(huán)節(jié)，杜絕雜菌污染。4. 滅菌過程中，一定溫度下，雜菌受熱死亡遵循一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的規(guī)律，即對(duì)數(shù)殘留定律， 用式子可表示為-dN/dt=kN ，它表明細(xì)胞受熱死亡，細(xì)胞個(gè)數(shù)減少速率（-dN/dt）與任何一瞬間殘存的菌數(shù)（N）成正比。式中常數(shù)k是菌死亡的反應(yīng)速度常數(shù)，單位為1/S或1/min，表

21、示微生物的耐熱性，k越小，該微生物越耐熱。如細(xì)菌的孢子k值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和霉菌孢子的k值。5. 理論滅菌時(shí)間可用式子 t= 2.303/k·lg(N0/Nt) 計(jì)算，在設(shè)計(jì)時(shí)常采用Nt = 0.001（也就是說1000次滅菌中有一次失敗的機(jī)會(huì)。 (94)6.工業(yè)生產(chǎn)上培養(yǎng)基通常采用的蒸汽滅菌有 分批滅菌 和 連續(xù)滅菌 兩種方法。連續(xù)滅菌的溫度較高，時(shí)間較短，培養(yǎng)基受到的破壞 較少 ，故質(zhì)量 較好 ；連續(xù)滅菌是由于培養(yǎng)液滅菌不在發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行，所以發(fā)酵罐的利用率 較高 ；此外，連續(xù)滅菌時(shí)蒸汽 負(fù)荷均衡一致 。連續(xù)滅菌的不足之處是所需的設(shè)備 較多 ，操作較麻煩， 染菌的機(jī)會(huì)也相應(yīng) 增多

22、 。7. 分批滅菌的操作過程如何？(97、100)1）設(shè)備清理和培養(yǎng)基配制；2）培養(yǎng)基預(yù)熱：80 90；3）培養(yǎng)基滅菌（使罐溫升至120130，罐壓維持1×105Pa（表壓），保溫30min左右）；4）培養(yǎng)基冷卻，無菌檢查，待用。8.什么是空氣除菌?常用的空氣除菌的方法有哪些？(100-101) 空氣除菌就是除去或殺滅空氣中的微生物。方法：加熱滅菌（220，20秒）（蛋白質(zhì)變性）滅菌徹底，能耗大，成本高；輻射滅菌（蛋白質(zhì)變性） 254-265nm效果最佳，僅限表面滅菌；靜電除菌（分離） 除菌效果差，僅用于初除菌；介質(zhì)過濾除菌（阻截分離） 主流的除菌方式。9.空氣過濾除菌按過濾介質(zhì)孔隙

23、大小可分為兩大類，一類是介質(zhì)孔隙大于微生物，故必須有一定厚度的介質(zhì)濾層才能達(dá)到過濾除菌的目的，而另一類介質(zhì)的孔隙小于微生物，含細(xì)菌等微生物的空氣通過介質(zhì)時(shí)，微生物被截留于介質(zhì)上而實(shí)現(xiàn)過濾除菌，稱之為 絕對(duì)除菌 。 10.常用的過濾介質(zhì)有哪些？(106)如何評(píng)價(jià)過濾介質(zhì)的優(yōu)劣？1）紙類過濾介質(zhì)；2）纖維或顆粒狀過濾介質(zhì)：棉花、玻璃纖維、活性炭；3）微孔濾膜類過濾介質(zhì)。介質(zhì)過濾效率：被介質(zhì)層捕集的塵埃顆粒與空氣中原有顆粒數(shù)之比。=1 - e-kL k:過濾常數(shù)， L: 濾層厚度11.介質(zhì)深層過濾除菌原理有哪幾種？(103-104)各種機(jī)理在過濾除菌中各自的貢獻(xiàn)如何？(104)深層過濾：介質(zhì)孔隙大于

24、微生物，故介質(zhì)必須具有一定的厚度,借助慣性碰撞、攔截、靜電吸附、擴(kuò)散等作用將被濾除物截留在介質(zhì)層內(nèi)。原理：（1）布朗擴(kuò)散作用原理：不規(guī)則運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)了接觸機(jī)會(huì)；捕集效率與微粒和纖維直徑有關(guān)，并與流速成反比低流速時(shí)起作用。（2）攔截滯留作用原理：因速度太慢被纖維粘附滯留；捕集效率決定于微粒直徑和纖維直徑之比，并與空氣流速成反比，流速低才起作用。（3）慣性沖擊滯留作用原理：由于慣性撞上去被吸附；在微粒性質(zhì)、纖維性質(zhì)一定時(shí)，空氣流速是影響的重要因素，一定范圍內(nèi)，流速越高，捕集效率越高，有一臨界速度。（4）重力沉降作用原理：重力大于氣流的拖帶力，沉降于表面而被捕集；氣流速度很低時(shí)才起作用，一般與攔截作用相

25、配合，大顆粒優(yōu)于小顆粒。五、1. 寫出糖酵解的總反應(yīng)式。 C6H12O6+2ADP+2Pi+2NAD2CH3COCOOH+2ATP+2NADH 2. 糖酵解（EMP）有什么特點(diǎn)？ 糖酵解是葡萄糖經(jīng)酵解途徑即EMP途徑（Embden-Meyerhof-Parnas Pathway）分解成丙酮酸，它的特點(diǎn)是：1）是除蘭綠藻外的幾乎所有生物葡萄糖分解的共同途徑，廣泛存在于各種細(xì)胞中，每個(gè)反應(yīng)都不需要氧參與。2）分為三個(gè)階段：A：由葡萄糖到1，6-二磷酸果糖，該過程包括三步反應(yīng)，是需能過程，消耗2分子ATP。B: 1，6-二磷酸果糖降解為3-磷酸甘油醛，包括兩步反應(yīng)。C：3-磷酸甘油醛經(jīng)5步反應(yīng)生成丙

26、酮酸，這是氧化產(chǎn)能步驟。3）糖酵解由10多個(gè)反應(yīng)組成，每個(gè)反應(yīng)都在酶的作用下完成。4）其他糖類（如淀粉、乳糖等）作為碳源和能源時(shí)，是通過葡萄糖或其他中間產(chǎn)物并入糖酵解途徑的。5）在不同的有機(jī)體和不同條件下，氫的受體不同，因此丙酮酸的去路也不同。3. 在無氧條件下，丙酮酸的去路有哪些？在不同的有機(jī)體和不同條件下，氫的受體不同，因此丙酮酸的去路也不同。在無氧條件下：1）在乳酸菌中，受乳酸脫氫酶的作用，丙酮酸作為氫受體被還原成乳酸，即為同型乳酸發(fā)酵；2）在酵母菌中，在丙酮酸脫羧酶的作用下，丙酮酸脫羧生成乙醛，后者在乙醇脫氫酶的作用下，乙醛作為受氫體被還原成乙醇，即酒精發(fā)酵；3）在梭狀芽胞桿菌中，丙酮

27、酸脫羧生成乙酰CoA，之后經(jīng)一系列變化生成丁酰CoA、丁醛，兩者作為氫受體被還原為丁醇，生成物還有丙酮、乙醇，稱為丙酮丁醇發(fā)酵。 4.何為酵母、發(fā)酵？各在什么條件下發(fā)生？各自的氫受體是什么？酵母發(fā)酵的類型類型條件受氫體 ATP 主要產(chǎn)物 酸性 乙醛 2 乙醇亞硫酸氫鈉磷酸二羥丙酮 0 甘油 堿性 磷酸二羥丙酮 0 甘油、乙醇、 乙酸5.何為巴斯德效應(yīng)？在好氣條件下，酵母菌發(fā)酵能力下降（細(xì)胞內(nèi)糖代謝降低，乙醇積累減少）的現(xiàn)象；不僅在酵母中，在具有呼吸和發(fā)酵能力的其他細(xì)胞中也普遍存在。6.什么是同型乳酸、異型乳酸發(fā)酵？產(chǎn)物是什么？ 發(fā)酵產(chǎn)物只有乳酸的發(fā)酵稱同型乳酸發(fā)酵異型乳酸發(fā)酵:發(fā)酵產(chǎn)物除乳酸外

28、，還有CO2 、乙醇或乙酸.7.檸檬酸生物合成途徑是？工業(yè)生產(chǎn)一般采用何種微生物進(jìn)行？其具有什么特點(diǎn)？葡萄糖 EMP 丙酮酸 氧化脫羧 乙酰CoA C4，C2 縮合 檸檬酸CO2固定(羧化)草酰乙酸工業(yè)生產(chǎn)一般采用黑曲霉特點(diǎn)：1）Mn2+缺乏抑制蛋白合成NH4+ 解除磷酸果糖激酶的代謝有一條呼吸活力強(qiáng)的不產(chǎn)生ATP的側(cè)系呼吸鏈 調(diào)節(jié)，促進(jìn)EMP途徑暢通2）丙酮酸羧化酶是組成型酶，不被調(diào)節(jié)控制。3）TCA環(huán)的起始酶檸檬酸合成酶是一種調(diào)節(jié)酶，但在黑曲霉中，檸檬酸合成酶沒有調(diào)節(jié)作用，這是黑曲霉TCA環(huán)的第一個(gè)特點(diǎn)。4）檸檬酸順烏頭酸異檸檬酸兩步均由順烏頭酸酶催化。該酶需要Fe2+ ，若降低Fe2+濃

29、度（加入黃血鹽），該酶活性被抑制，檸檬酸得到積累。5）黑曲霉菌體內(nèi)-酮戊二酸脫氫酶缺失或活力很低（TCA環(huán)被阻斷）。6）檸檬酸積累增多，pH低，在低pH時(shí)，順烏頭酸水合酶和異檸檬酸脫氫酶失活，從而進(jìn)一步促進(jìn)檸檬酸自身的積累。8.Mn2+在檸檬酸發(fā)酵中的作用？Mn2+的效應(yīng)是通過NH4+水平升高而減少檸檬酸對(duì)磷酸果糖激酶的抑制，NH4+水平升高是因?yàn)镸n2+缺乏使蛋白質(zhì)和核酸合成受阻。 9.谷氨酸生物合成途徑？谷氨酸生產(chǎn)菌株具有什么的特點(diǎn)？谷氨酸生物合成l 糖經(jīng)酵解途徑（EMP）和單磷酸己糖途徑（HMP）生成丙酮酸。l 一方面丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA，另一方面經(jīng)CO2固定作用生成草酰乙酸，兩

30、者合成檸檬酸進(jìn)入三羧酸循環(huán)（TCA），由三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物-酮戊二酸在谷氨酸脫氫酶的催化下，還原氨基化合成谷氨酸。10.在谷氨酸生產(chǎn)中，通常會(huì)加入青霉素，其目的是什么？還可以采用哪些方法增大細(xì)胞膜的通透性？ 加入青霉素，是為了抑制胞壁的合成，胞壁被破壞后，細(xì)胞膜失去細(xì)胞壁保護(hù)后，對(duì)谷氨酸的分泌加大。 控制培養(yǎng)基中的生物素含量處于貧乏水平、或添加飽和脂肪酸的表面活性劑如吐溫-80等，也能增大細(xì)胞膜的透性。第六、七、八章1. 什么生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究?jī)?nèi)容是？生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究有何意義？(144)生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究生物反應(yīng)的規(guī)律。微生物發(fā)酵生產(chǎn)過程中菌體生長(zhǎng)、基質(zhì)消耗、產(chǎn)物生成的動(dòng)態(tài)平衡及其內(nèi)在規(guī)

31、律，具體內(nèi)容有微生物生長(zhǎng)過程中質(zhì)量的平衡、發(fā)酵過程中菌體的生長(zhǎng)速率、基質(zhì)消耗速率和產(chǎn)物生成速率的相互關(guān)系、環(huán)境因素對(duì)三者的影響以及影響反應(yīng)速率的因素。意義：1）實(shí)現(xiàn)最佳發(fā)酵過程的工藝控制,使生產(chǎn)菌種處于產(chǎn)物合成的優(yōu)化環(huán)境之中,最大限度發(fā)揮菌種的潛力。2）優(yōu)選工藝參數(shù)（菌體濃度，基質(zhì)濃度及產(chǎn)物濃度，溫度pH、溶解氧等）控制方案。3）以發(fā)酵動(dòng)力學(xué)模型作為依據(jù)設(shè)計(jì)合理的發(fā)酵過程。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、模擬最合適的工藝流程和發(fā)酵工藝參數(shù)，從而使生產(chǎn)控制達(dá)到最優(yōu)化。4）為試驗(yàn)工廠比擬放大，為分批發(fā)酵過渡到連續(xù)發(fā)酵提供理論依據(jù)。2. (144) 何謂比生長(zhǎng)速率？ 寫出其定義式，其物理意義是什么？比生長(zhǎng)速

32、率：菌體濃度除菌體的生長(zhǎng)速率和菌體濃度除菌體的繁殖速率。 比生長(zhǎng)速率，即單位菌體的生長(zhǎng)速率，1/h vx 菌體生長(zhǎng)速率 ， g/(L·h)dc(X)/dt生長(zhǎng)速率，g/(L·h) c(X）微生物濃度， g/L S限制性基質(zhì)濃度， g/L I抑制劑濃度， g/L物理意義：？ Monod方程 ：菌體的生長(zhǎng)比速，h-1 c(S）：限制性基質(zhì)濃度，gL Ks：底物飽和常數(shù)，gL max: 最大比生長(zhǎng)速率， h-1 (156)它是微生物分批培養(yǎng)的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)方程。該方程一般在什么情況下成立？（在培養(yǎng)液中無抑制劑、只有一種限制性底物）式中Ks的物理意義是：當(dāng)比生長(zhǎng)速率為最大比生長(zhǎng)速率一半

33、時(shí)的限制性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度，它的大小表示微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收親和力大小。Ks 越大，表示微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收親和力越??；反之，就越大。(156)微生物生長(zhǎng)的天然底物的Ks 最小 （最大、最?。Ｍ晃⑸铮咦钚s 值的底物是最適底物。3. 什么是分批培養(yǎng)？(154)具有什么特點(diǎn)？(154)典型分批培養(yǎng)可分為哪幾個(gè)時(shí)期？(154)穩(wěn)定期和衰退期出現(xiàn)的原因？(155) 分批發(fā)酵又稱分批培養(yǎng)，發(fā)酵工業(yè)中常見的分批發(fā)酵方法是采用單罐深層分批發(fā)酵法。每一個(gè)分批發(fā)酵過程都經(jīng)歷接種、生長(zhǎng)繁殖、菌體衰老進(jìn)而結(jié)束發(fā)酵，最終提取出產(chǎn)物。特點(diǎn)：微生物所處的環(huán)境是不斷變化的，可進(jìn)行少量多品種的發(fā)酵生產(chǎn)，發(fā)生雜菌污

34、染能夠很容易終止操作，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)條件發(fā)生變化或需要生產(chǎn)新產(chǎn)品時(shí)，易改變發(fā)酵對(duì)策，對(duì)原料組成要求較粗放等。 時(shí)期：停滯（或調(diào)整）期、對(duì)數(shù)（生長(zhǎng)）期、穩(wěn)定期和衰亡期四個(gè)階段。原因：穩(wěn)定期在微生物培養(yǎng)中，隨著培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗和代謝產(chǎn)物的積累或釋放，微生物的生長(zhǎng)速率就隨之下降，當(dāng)所有微生物細(xì)胞分裂或細(xì)胞增加的速率與死亡的速率相當(dāng)是，微生物的數(shù)量就達(dá)到平衡，微生物的生長(zhǎng)也就進(jìn)入了穩(wěn)定期。 衰亡期微生物細(xì)胞內(nèi)所貯存的能量基本耗盡，開始在自身所含的酶的作用下死亡。4. 什么是補(bǔ)料分批發(fā)酵？(159)具有什么特點(diǎn)？(159-161)補(bǔ)料分批發(fā)酵：又稱半連續(xù)發(fā)酵或半連續(xù)培養(yǎng)，是指在分批發(fā)酵過程中，間歇或連續(xù)地

35、補(bǔ)加新鮮培養(yǎng)基的培養(yǎng)方法。特點(diǎn)：補(bǔ)料分批發(fā)酵優(yōu)點(diǎn)在于使發(fā)酵系統(tǒng)中維持很低的基質(zhì)濃度。低基質(zhì)濃度的優(yōu)點(diǎn)為： 可以除去快速利用碳源的阻遏效應(yīng)，并維持適當(dāng)?shù)木w濃度，使不致加劇供氧的矛盾； 避免培養(yǎng)基積累有毒代謝物。（補(bǔ)料分批發(fā)酵廣泛應(yīng)用于抗生素、氨基酸、酶制劑、核苷酸、有機(jī)酸及高聚物等的生產(chǎn)。 ）5. 是連續(xù)培養(yǎng)？(161)具有什么特點(diǎn)？(161)什么是稀釋率？(162) 其單位是？(162)在穩(wěn)定的單級(jí)連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)中，D與具有什么關(guān)系？(162)增大系統(tǒng)的稀釋率，對(duì)反應(yīng)器中底物濃度、細(xì)胞或產(chǎn)物濃度有何影響？(162-163) 連續(xù)培養(yǎng)：又稱連續(xù)發(fā)酵，是當(dāng)微生物培養(yǎng)到對(duì)數(shù)期時(shí)，一方面以一定速度連續(xù)

36、不斷地流加新鮮液體培養(yǎng)基，另一方面又以同樣的速度連續(xù)不斷地將發(fā)酵液排出，從而使培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)培養(yǎng)液的量維持恒定，使微生物細(xì)胞能在近似恒定狀態(tài)下生長(zhǎng)的微生物發(fā)酵培養(yǎng)方式。特點(diǎn)：微生物細(xì)胞所處的環(huán)境條件，如營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度、產(chǎn)物的濃度、pH值以及微生物細(xì)胞的濃度、比生長(zhǎng)速率等可以自始自終基本保持不變，并從系統(tǒng)外部予以調(diào)整，使菌體維持在恒定生長(zhǎng)速度下進(jìn)行連續(xù)生長(zhǎng)和發(fā)酵，這樣就大大提高了發(fā)酵的生長(zhǎng)效率和設(shè)備利用率。最大特點(diǎn)是微生物細(xì)胞的生長(zhǎng)速率、產(chǎn)物的代謝均處于恒定的狀態(tài)，可達(dá)到穩(wěn)定、高速培養(yǎng)微生物細(xì)胞或產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物的目的。定義稀釋率D=F/V，單位:1/h .在恒定狀態(tài)下，=F/V =D . 影響？：

37、D增加， c(X)呈線性慢慢下降， c(S)則緩慢增加；當(dāng)D=Dc= m 時(shí)， c(X)=0， c(S) c0(S) ；當(dāng)D在m以上時(shí)，不可能達(dá)到恒定狀態(tài)。如果D只稍低于 m，則系統(tǒng)對(duì)外界環(huán)境的變化非常敏感，D的微小變化即會(huì)引起c(X)的巨大變化。（X:菌體；S：基質(zhì)；P：產(chǎn)物）（m 越大，采用連續(xù)培養(yǎng)有利；若m過小，則不宜采用連續(xù)培養(yǎng)。）6、什么情況下會(huì)達(dá)到清洗點(diǎn)？(163) 當(dāng)c(X)=0時(shí)，達(dá)到“清洗點(diǎn)”，此時(shí)，D=m 。7、影響發(fā)酵過程的主要因素包括？(180-198 228)溫度、pH值、溶解氧、菌體濃度與基質(zhì)、CO2、泡沫、染菌。8、溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)和發(fā)酵有何影響？(180）在發(fā)酵

38、過程中，影響發(fā)酵溫度的因素包括哪兩方面的因素？這兩方面又各包括哪些因素？(180-181)這些因素在發(fā)酵過程中，是否會(huì)隨時(shí)間而變化？（會(huì)）(181)如何選擇最適溫度？(181-182)如何控制發(fā)酵溫度？生長(zhǎng)在最適溫度下，微生物生長(zhǎng)迅速；超過最高溫度微生物即受到抑制或死亡；在最低溫度范圍內(nèi)微生物尚能生長(zhǎng)，但生長(zhǎng)速度非常緩慢，世代時(shí)間無限延長(zhǎng)。在最低和最高溫度之間，微生物的生長(zhǎng)速率隨溫度升高而增加，超過最適溫度后，隨溫度升高，生長(zhǎng)速率下降，最后停止生長(zhǎng)，引起死亡。發(fā)酵1）影響反應(yīng)速率，一般溫度升高，酶反應(yīng)速度增大，生長(zhǎng)代謝快，產(chǎn)物合成提前；但溫度過高，酶易失活，菌體易衰老，發(fā)酵周期縮短，影響產(chǎn)物量

39、。2）影響發(fā)酵方向。3）影響發(fā)酵液的物理性質(zhì)。因素：1）產(chǎn)熱因素生物熱Q生物、攪拌熱Q攪拌2）散熱因素蒸發(fā)熱Q蒸發(fā)、輻射熱Q輻射、顯熱Q顯最適溫度的選擇：1）根據(jù)菌種及生長(zhǎng)階段選擇。微生物種類不同，所具有的酶系及其性質(zhì)不同，所要求的溫度范圍也不同。如黑曲霉生長(zhǎng)溫度為370C，谷氨酸產(chǎn)生菌棒狀桿菌的生長(zhǎng)溫度為30320C，青霉菌生長(zhǎng)溫度為300C。前期：高；中期：低；后期：高。四環(huán)素生長(zhǎng)階段280C，合成期260C后期再升溫；黑曲霉生長(zhǎng)370C，產(chǎn)糖化酶32340C。但也有的菌種產(chǎn)物形成比生長(zhǎng)溫度高。如谷氨酸產(chǎn)生菌生長(zhǎng)30320C，產(chǎn)酸34370C。2）根據(jù)培養(yǎng)條件選擇。通氣條件差時(shí)可適當(dāng)降低溫

40、度，使菌呼吸速率降低些，溶氧濃度也可髙些。培養(yǎng)基稀薄時(shí)，溫度也該低些。因?yàn)闇囟雀郀I(yíng)養(yǎng)利用快，會(huì)使菌過早自溶。3）根據(jù)菌生長(zhǎng)情況。菌生長(zhǎng)快，維持在較高溫度時(shí)間要短些；菌生長(zhǎng)慢，維持較高溫度時(shí)間可長(zhǎng)些；培養(yǎng)條件適宜，如營(yíng)養(yǎng)豐富，通氣能滿足，那么前期溫度可髙些，以利于菌的生長(zhǎng)?？刂疲豪鋮s是主要的方法，通常是利用發(fā)酵罐的熱交換裝置進(jìn)行降溫，如果氣溫較高，冷卻水溫度也較高時(shí)，多采用冷鹽水進(jìn)行降溫。9、pH對(duì)微生物發(fā)酵有何影響？(182)發(fā)酵過程中pH為何會(huì)發(fā)生變化？(183)從發(fā)酵過程pH的變化可以反映什么？(183)如何確定發(fā)酵的最適pH？(183-184)在發(fā)酵過程中，如何控制pH? (184)影響

41、：1）影響酶的活性，阻礙菌體的新陳代謝；2）影響微生物細(xì)胞膜所帶的電荷的狀態(tài)，改變細(xì)胞膜的通透性，影響微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和代謝；3）影響培養(yǎng)基中某些組分的解離，進(jìn)而影響微生物對(duì)這些成分的吸收；pH不同，往往引起菌體代謝過程的不同。使代謝產(chǎn)物的質(zhì)量和比例發(fā)生改變。變化原因：1、基質(zhì)代謝1）糖代謝，特別是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是補(bǔ)料的標(biāo)志之一。2）氮代謝，氨基酸中的-NH2被利用后pH會(huì)下降；尿素被分解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降，當(dāng)碳源不足時(shí)氮源當(dāng)碳源利用pH上升。3）生理酸性或堿性物質(zhì)利用后pH會(huì)下降或上升。2、產(chǎn)物形成某些產(chǎn)物本身呈酸

42、性或堿性，使發(fā)酵液pH變化。如有機(jī)酸類產(chǎn)生使pH下降，紅霉素、潔霉素、螺旋霉素等抗生素呈堿性，使pH上升。3、菌體自溶，pH上升，發(fā)酵后期，pH上升。發(fā)酵液pH值的變化使菌體代謝反應(yīng)的綜合結(jié)果，從代謝曲線的pH值變化就可以推測(cè)發(fā)酵罐中各種生化反應(yīng)放的進(jìn)展和pH值變化異常的可能原因。最適pH值的選擇：最適pH與菌株，培養(yǎng)基組成，發(fā)酵工藝有關(guān)。應(yīng)按發(fā)酵過程的不同階段分別控制不同的pH范圍。由于發(fā)酵是多酶復(fù)合反應(yīng)系統(tǒng)，各酶的最適pH值也不相同，因此，同一菌種，生長(zhǎng)最適pH值可能與產(chǎn)物合成的最適pH值是不一樣的。原則：有利于菌體生長(zhǎng)和產(chǎn)物的合成。一般根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定。控制：1、調(diào)節(jié)好基礎(chǔ)料的C/N和p

43、H。2、在基礎(chǔ)料中加入維持pH的物質(zhì)，如CaCO3 ，磷酸緩沖液。3、通過補(bǔ)料調(diào)節(jié)pH。在發(fā)酵過程中根據(jù)糖氮消耗需要進(jìn)行補(bǔ)料。在補(bǔ)料與調(diào)pH沒有矛盾時(shí)采用補(bǔ)料調(diào)pH。如（1）調(diào)節(jié)補(bǔ)糖速率，調(diào)節(jié)空氣流量來調(diào)節(jié)pH；如在加多了消泡劑(如豆油)的個(gè)別情況下，還可采用提高空氣流量來加速脂肪酸的代謝，以調(diào)節(jié)pH值。 (2)當(dāng)NH3-N低，pH低時(shí)補(bǔ)氨水調(diào)節(jié)pH值和補(bǔ)充氨氮；當(dāng)NH3-N低，pH高時(shí)補(bǔ)(NH4)2SO4。4、當(dāng)補(bǔ)料與調(diào)pH發(fā)生矛盾時(shí)，加酸堿調(diào)pH。10、溶氧對(duì)微生物發(fā)酵有何影響？(185) 什么是臨界溶氧濃度？(185) 它表示的是微生物對(duì)氧的 最低 要求。影響？：大多數(shù)發(fā)酵過程是好氧的，

44、因此需要供氧。如果考慮呼吸的化學(xué)計(jì)量，則葡萄糖的氧化可由下式表示：C6H 12O6 十6O26H2O十6CO2只有當(dāng)這兩種反應(yīng)物均溶于水后，才對(duì)菌體有用。氧在水中的溶解度很小(氧在水中的飽和度約為l0mg/L) ，比葡萄糖要小約6000倍左右。即使溶氧已達(dá)飽和，在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期等耗氧速率較大的時(shí)期，若停止供氧，溶氧也會(huì)很快耗盡。許多發(fā)酵的生產(chǎn)能力受到氧利用限制，因此氧成為影響發(fā)酵效率的重要因素。臨界溶氧濃度c臨界：在耗氧發(fā)酵中，滿足微生物呼吸的最低氧濃度。一般耗氧微生物的c臨界很低，為0.0030.05 mmol/L，是飽和濃度的1%25%，需氧量一般為25100mmol/(L·h)。在

45、c臨界下，微生物的呼吸速率隨溶解氧濃度降低而顯著下降。11、發(fā)酵液的溶氧濃度是由 供氧 和 耗氧 兩方面決定的。當(dāng)前者大于后者時(shí)，溶氧濃度就上升，直至飽和；反之就下降。(189)12、在供氧方面， 主要是設(shè)法提高 氧傳遞的推動(dòng)力 和 液相體積傳遞系數(shù)KLa值 ，主要是通過調(diào)節(jié) 攪拌轉(zhuǎn)速或 通氣速率 來控制溶氧。(189)設(shè)備的供養(yǎng)能力是否能無限的增大？(不能)發(fā)酵液的需氧量受 菌體濃度、基質(zhì)種類 和 濃度 以及 培養(yǎng)條件 等因素的影響，其中以 菌體濃度 的影響最明顯。發(fā)酵液的攝氧率是 隨菌體濃度的增加 而按比例增加，但氧的傳遞速率是隨 菌體濃度的對(duì)數(shù)關(guān)系減少 ，因此，可以控制菌的比生長(zhǎng)速率比臨

46、界值稍高一點(diǎn)的水平，達(dá)到最適濃度，這是控制最適溶氧濃度的重要方法。最適菌體濃度既能保證產(chǎn)物的比生長(zhǎng)速率維持在最大值，又不會(huì)使需氧大于供氧。在工業(yè)生產(chǎn)中可以通過補(bǔ)料發(fā)酵來控制最適菌體濃度，還可以通過調(diào)節(jié)溫度、液化培養(yǎng)基、補(bǔ)水、添加表面活性劑等工藝措施，來改善溶氧水平。13、什么是菌體濃度？菌體濃度與基質(zhì)濃度間有何關(guān)系？菌體濃度對(duì)發(fā)酵有何影響？如何控制菌體濃度？（190-191）菌體（細(xì)胞）濃度：簡(jiǎn)稱菌濃，是指單位體積培養(yǎng)液中菌體的含量。關(guān)系：生長(zhǎng)速率取決于基質(zhì)的濃度。菌體濃度大小與菌體生長(zhǎng)速率直接相關(guān)，菌體生長(zhǎng)速率首先取決于細(xì)胞結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和生長(zhǎng)機(jī)制。細(xì)菌、酵母、霉菌和原生動(dòng)物倍增時(shí)間分別為：

47、45min、90min、3h和6h左右。菌體的生長(zhǎng)速率還與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和環(huán)境條件有密切關(guān)系，營(yíng)養(yǎng)豐富利于生長(zhǎng)，但也存在基質(zhì)抑制作用。影響：適當(dāng)?shù)纳L(zhǎng)速率下，產(chǎn)率與菌體濃度成正比；菌體濃度過高對(duì)發(fā)酵產(chǎn)生不利影響，產(chǎn)物得率下降；引起基質(zhì)消耗過快，溶氧下降，導(dǎo)致菌體過早衰老，使產(chǎn)量降低。（臨界菌體濃度:攝氧速率與氧傳遞速率相平衡時(shí)的菌體濃度）控制：1）控制菌體的生長(zhǎng)速率2）在一定培養(yǎng)條件下，主要受營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)濃度的影響，基礎(chǔ)培養(yǎng)基配方中各物質(zhì)配比適當(dāng)，以避免產(chǎn)生過高或過低的菌體濃度3）通過中間補(bǔ)料來控制，如碳源、磷酸鹽等。14、什么是基質(zhì)？(191)基質(zhì)濃度如何影響發(fā)酵？(191)哪些基質(zhì)對(duì)發(fā)酵的影響較大？

48、(碳源、氮源、磷酸鹽等) 如何選擇碳源、氮源及其濃度？基質(zhì)即培養(yǎng)微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)?；|(zhì)是生產(chǎn)菌代謝的物質(zhì)基礎(chǔ)。既涉及菌體的生長(zhǎng)繁殖，又涉及代謝產(chǎn)物的形成。影響：基質(zhì)濃度較小時(shí)， 生長(zhǎng)速率與基質(zhì)濃度成正比，有利于菌體的生長(zhǎng)，但產(chǎn)物濃度較低；基質(zhì)濃度較大時(shí)，可獲得較高的產(chǎn)物濃度，但基質(zhì)濃度過高，對(duì)生長(zhǎng)有抑制作用。碳源的控制：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定碳源的種類和初始濃度；可采用經(jīng)驗(yàn)法和動(dòng)力學(xué)法，在發(fā)酵過程中采用中間補(bǔ)料的辦法控制發(fā)酵液的糖濃度。這要根據(jù)不同代謝類型來確定補(bǔ)糖時(shí)間、補(bǔ)糖量和補(bǔ)糖方式。動(dòng)力學(xué)方法是要根據(jù)菌體的比生長(zhǎng)速率、糖比消耗速率及產(chǎn)物的比生成速率等動(dòng)力學(xué)參數(shù)來控制。乳糖青霉素發(fā)酵的最適碳源

49、蔗糖頭孢菌素C發(fā)酵的最適碳源麥芽糖鏈霉素發(fā)酵的最適碳源 玉米油核黃素發(fā)酵的最適碳源半乳糖生物堿發(fā)酵的最適碳源氮源的控制：通過實(shí)驗(yàn)確定培養(yǎng)基的初始氮源的種類和濃度；在發(fā)酵過程中通過補(bǔ)加氮源來控制氮源的濃度；根據(jù)發(fā)酵種類的不同，可選擇補(bǔ)加有機(jī)氮源和無機(jī)氮源；發(fā)酵后期，補(bǔ)加有機(jī)氮源，可延長(zhǎng)次級(jí)代謝產(chǎn)物合成期；補(bǔ)加氮源也常起到調(diào)節(jié)pH的作用。如，pH下降時(shí)，加尿素或氨水，不僅可使pH上升，而且可以補(bǔ)氮，但當(dāng)pH值偏高而又需補(bǔ)氮時(shí)，就可補(bǔ)加生理酸性物質(zhì)的硫酸銨，以達(dá)到提高氮含量和調(diào)節(jié)pH值的雙重目的。磷酸鹽濃度的控制：據(jù)菌種特性、培養(yǎng)條件、培養(yǎng)基組成及原料來源等因素，并結(jié)合具體條件和使用的原材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

50、確定最適初始濃度；培養(yǎng)基中的磷含量還可能因配制方法和滅菌條件不同有所改變；在發(fā)酵過程中，據(jù)菌體生長(zhǎng)情況，中間補(bǔ)加磷酸鹽。15、二氧化碳對(duì)發(fā)酵有何影響？(193-194)如何控制二氧化碳的濃度？(195-196)影響：1）CO2對(duì)菌體生長(zhǎng)有直接作用，可使碳水化合物的代謝及微生物的呼吸速率下降； 2）CO2對(duì)生產(chǎn)具有抑制作用，當(dāng)排氣中CO2的濃度高于4%時(shí)，微生物的糖代謝和呼吸速率下降；3）當(dāng)微生物生長(zhǎng)受到抑制時(shí)，也阻礙了基質(zhì)的異化（或分解代謝）和ATP的生成量，由此而影響產(chǎn)物的合成；4）影響菌絲形態(tài)；5）對(duì)發(fā)酵的促進(jìn)或抑制；6）影響發(fā)酵液的酸堿平衡，使pH改變?？刂品椒ǎ?）氣量加大Q， CO2

51、濃度下降；2）攪拌速度增大， CO2濃度下降；3）罐壓減小， CO2濃度下降；4）溫度提高， CO2溶解度下降，其濃度也就下降。青霉素排氣中的CO2量的變化更為敏感。所以采用CO2釋放率作為控制補(bǔ)糖的參數(shù)16、發(fā)酵過程中會(huì)形成哪兩類的泡沫？為什么會(huì)產(chǎn)生泡沫？(196)泡沫形成有何規(guī)律？泡沫對(duì)發(fā)酵有哪些負(fù)面作用? (196-197)發(fā)酵過程哪些因素會(huì)影響泡沫的消長(zhǎng)？(197) 如何控制泡沫？(197-198)一類存在于發(fā)酵液的液面上，這類泡沫氣相所占比例特別大，并且泡沫與它下面的液體之間有能分辮的界線。如在某些稀薄的前期發(fā)酵液或種子培養(yǎng)液中所見到的。另一種泡沫是出現(xiàn)在粘稠的菌絲發(fā)酵液當(dāng)中。這種泡

52、沫分散很細(xì)，而且很均勻，也較穩(wěn)定。泡沫與液體間沒有明顯的波面界限，在鼓泡的發(fā)酵液中氣體分散相占的比例由下而上地逐漸增加。產(chǎn)生原因：1）由外界引進(jìn)的氣流被機(jī)械地分散形成（通風(fēng)、攪拌）；2）發(fā)酵過程中產(chǎn)生的氣體聚結(jié)生成（發(fā)泡性物質(zhì)）。蛋白質(zhì)原料如蛋白胨、玉米漿、黃豆粉、酵母粉等是主要的發(fā)泡劑。糊精含量多也引起泡沫的形成。因素：通氣與攪拌的強(qiáng)度、培養(yǎng)基的配比及原材料組成、培養(yǎng)基滅菌質(zhì)量培養(yǎng)基的破壞程度、菌種、代謝氣體、代謝產(chǎn)物、菌體自溶、染菌。消長(zhǎng)規(guī)律：1.整個(gè)過程，維持恒定水平2.在發(fā)酵早期起泡后穩(wěn)定下降，以后保持穩(wěn)定（一般是由于培養(yǎng)基易起泡）3.發(fā)酵前期泡沫稍下降后，又開始回升（如產(chǎn)生較多CO2

53、，或產(chǎn)物易起泡）4.開始起泡能力低，以后上升5.以上類型的綜合?？刂疲?、選育新生產(chǎn)株，篩選不產(chǎn)生流態(tài)泡沫的菌種，來消除起泡的內(nèi)在因素；2.調(diào)整培養(yǎng)基成分(如少加或緩加易起泡的原材料) ，或改變某些物理、化學(xué)參數(shù)(如pH值、溫度、通氣和攪拌)或改變發(fā)酵工藝(如采用分次投料)；3.采用機(jī)械消泡或加入消泡劑消除泡沫或同時(shí)使用。消泡1、機(jī)械消泡，原理：靠機(jī)械力引起強(qiáng)烈振動(dòng)或者壓力變化，促使泡沫破裂，或借機(jī)械力將排出氣體中的液體加以分離回收。2、化學(xué)劑消泡，消泡劑都是表面活性劑，具有較低的表面張力，或者是降低泡沫液膜的機(jī)械強(qiáng)度，或者是降低液膜的表面黏度，或者兼有兩者的作用，達(dá)到破裂泡沫的目的。17、發(fā)

54、酵終點(diǎn)如何進(jìn)行判斷？（198-199）既要高產(chǎn)量，又要低成本。不同發(fā)酵類型，要求達(dá)到的發(fā)酵目標(biāo)不同，因而對(duì)發(fā)酵終點(diǎn)判斷標(biāo)準(zhǔn)也有所不同。所以要考慮不同的因素來確定合理的放罐時(shí)間經(jīng)濟(jì)因素：當(dāng)原材料成本占產(chǎn)品成本的主要部分時(shí)， 追求高產(chǎn)物得率；當(dāng)生產(chǎn)成本占產(chǎn)品成本的主要部分時(shí)，追求高生產(chǎn)率、高發(fā)酵系數(shù)；當(dāng)下游加工成本占產(chǎn)品成本的主要部分時(shí)，除高產(chǎn)率、高發(fā)酵系數(shù)外，還要求高產(chǎn)物濃度，以降低加工成本 。產(chǎn)品質(zhì)量因素：放罐時(shí)間過早，殘留較多基質(zhì)，影響產(chǎn)品的分離提?。环殴迺r(shí)間過晚，菌體衰老而自溶，增加過濾和產(chǎn)品分離、純化的難度。釋放出來的體內(nèi)分解酶還有可能破壞已形成的產(chǎn)物。特俗因素：異常情況：發(fā)生染菌、發(fā)酵異常等情況，要適當(dāng)提前或延后放罐時(shí)間。18、從不同發(fā)酵過程、染菌發(fā)生的不同時(shí)間、染菌程度等方面分析染菌對(duì)發(fā)酵的影響。（228-229）19、簡(jiǎn)述發(fā)酵異常的原因，工業(yè)生產(chǎn)上檢查發(fā)酵系統(tǒng)是否污染雜菌有哪些方法？（229-31）。檢測(cè)：環(huán)境無菌的檢查塵埃粒子檢測(cè)、無菌平板檢測(cè)。種子及發(fā)酵液無菌試驗(yàn)方法顯微鏡檢查法、肉湯培養(yǎng)法、平板 (雙碟)培養(yǎng)法、發(fā)酵過程的異常觀察法20、發(fā)酵染菌的途徑有哪些？(233)如何針對(duì)種子帶菌、空氣帶菌、操作不當(dāng)導(dǎo)致染菌進(jìn)行防治？(233-235)1）種子帶菌2)空氣帶菌3）操作失誤4）設(shè)備滲漏或“死角”造成的染菌5）噬菌體污染。21、噬菌體